IMPLMMMNTASI DAN PMNGUJIAN SISTMM
2.2. Mikrokontroler ATMega
Mikrokontroler adalah chip yang berisi berbagai unit penting untuk melakukan pemrosesan data (I/O, timer, memory, Arithmatic Logic Unit (ALU) dan lainnya) sehingga dapat berlaku sebagai pengendali dan komputer sederhana (Susilo, 2010).
Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) standar memiliki 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 18-bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing), dengan menggunakan jumlah instruksi yang lebih sedikit, memungkinkan lahan pada chip (silicon real-estate) digunakan untuk meningkatkan kemampuan chip. Keuntungan dari RISC adalah kesederhanaan desain, chip yang lebih kecil, jumlah pin sedikit dan mengonsumsi sedikit daya (Budiharto, 2010).
Mikrokontroler Keluarga AVR secara umum dikelompokkan menjadi 6 (enam) kelompok, yaitu :
a. Keluarga ATtini : biasanya bentuk dimensinya kecil, ukuran memori kecil, jumlah pin masukan dan keluaran juga sedikit.
b. Keluarga AT90Sxx : Merupakan mikrokontroler yang pertama kali dibuat oleh Atmel Corp.
c. Keluarga ATMega : Merupakan pengembangan mikrokontroler AT90Sxx dengan fitur yang lebih banyak.
d. Keluarga AT86RFxx : Merupakan mikrokontroler berorientasi desain minimal. e. Keluarga AT90USBxx : Merupakan mikrokontroler yang berorientasi
pemrograman USB
f. Keluarga AVR 32 Bit contohnya AP7000, UC3Axxxx, UC3Bxxx, UC3Lxx, dsb : Merupakan mikrokontroler dengan register dan instruksi dengan panjang 32 bit.
Mikrokontroler ATMega32 adalah keluarga dari ATMega yang memiliki Arsitektur sebagai berikut :
10
Gambar 2.3 Arsitektur ATMega32 Fitur-fitur yang dimiliki oleh ATMega32 adalah sebagai berikut : a. Performa tinggi, mikrokontroler berdaya rendah.
b. Mikrokontroler dengan arsitektur RISC 8 bit.
1. 131 kode instruksi dalam bahasa assembly, hampir semua membutuhkan satu
clockuntuk eksekusi.
2. Mempunyai 32 x 8 bit register kerja kegunaan umum.
3. Pengoperasian full static, artinya clock dapat diperlambat, bahkan dihentikan sehingga chip berada dalam kondisi sleep. CMOS juga lebih tahan terhadap
noise.
4. Kecepatan mengeksekusi sampai dengan 16 mega instruksi per detik pada saat diberikan osilator sebesar 16 MHZ.
5. Terdapat rangkaian pengali 2 (dua) kali untuk siklus kerjanya di dalam chip. c. Flash MMPROM (Electrically Eraseable Programmable Read Only Memory)
sebesar 32 kilobyte yang dapat diprogram ulang dan dengan kemampuan Read While Write.
d. Ketahanan hapus-tulisFlash ROM adalah 10.000 kali dengan pengaturan pilihan kodebootdanLock Bityang independen.
e. Memori SRAM sebesar 2kilobyteyang dapat dihapus-tulis 100.000 kali.
f. penguncian kode program untuk keamanan perangkat lunak agar tidak dapat dibaca.
g. Memori yangnon-volatileMMPROM sebesar 1024 byte.
h. Memiliki 2 buah timer/counter 8 bit sebanyak 2 buah dan sebuah timer/counter
16 bit dengan opsi PWM sebanyak 4 kanal.
i. Memiliki 8 kanalAnalog to Digital Converter10 bit dengan jenissingle ended. j. Kemasan TQFP ADC dapat diatur 7 buah kanal jenis diferensial dan khusus 2
kanal dengan penguatan yang dapat diatur melalui registernya sebesar 1x, 10x atau 20x.
k. Antarmuka komunikasi serial USART yang dapat diprogram dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
l. Antarmuka SPImaster/slave.
m. Watchdog timerdengan osilator di dalam chip yang dapat diprogram. n. Komparator Analog di dalam chip.
o. Pendeteksian tegangan gagal yang dapat diprogram. p. Osilator RC internal yang terkalibrasi.
q. Sumber interupsi internal dan eksternal.
r. Pilihan Mode sleep : idle, pereduksi noise ADC, penghematan daya konsumsi, penurunan daya, kondisistandby.
s. 32 Pin masukan dan keluaran terprogram.
t. Terdapat pilihan kemasan PDIP 40 pin,TQFP 44 kaki, QFN/MLF 44 titik. u. Tegangan pengoprasian
1. 2,7 – 5,5 Volt untuk ATMega32L 2. 4,5 – 5,5 Volt untuk ATMega32 v. Kecepatan
12 2. 0 – 16 MHz untuk ATMega32
w. Konsumsi daya pada 1 MHz, 3 Volt, suhu 25oC untuk ATMega32L. 1. Aktif : 1,1 Miliampere
2. Mode idle: 0,35 Miliampere
3. Mode power down: kurang dari 1 Mikroampere ATMega32 dapat dilihat pada Gambar 2.4 :
Gambar 2.4 Konfigurasi Pin ATMega32
Tabel 2.1 Konfigurasi Pin ATMega32
Nomor Pin Nama Fungsi
10 VCC Catu daya positif
11, 31 GND Catu daya negative/ground
30 AVCC Catu daya positif untuk ADC internal 32 ARMF Pin untuk tegangan referensi AADC 1 – 8 PB7…PB0 Pin masukan dan keluaran Port B 33 – 40 PA7…PA0 Pin masukan dan keluaran Port A 14 – 21 PD7…PD0 Pin masukan dan keluaran Port D 22 – 29 PC7…PC0 Pin masukan dan keluaran Port C 9 RMSMT Pin masukan untuk reset (active low) 12, 13 XTAL1 dan 2 Pin untuk masukan osilator eksternal
(a) (b) Gambar 2.5 (a)Flash Program Memory, (b)Data Memory
Untuk dapat menggunakan atau mengoperasikan mikrokontroler ATMega32, harus dibuat sistem minimum yang meliputi komponen antara lain : sumber tegangan (Vcc) sebesar 5V DC, Ground (Gnd) dan sistem reset. Mikrokontroler ATMega32 memiliki clock generator internal sebesar 1 MHz, sehingga mikrokontroler ini dapat bekerja langsung tanpa harus menggunakanclock external.
Untuk membuat program mikrokontroler ATMega32 digunakan editor dan
compileruntuk bahasaC. Dalam pembahasan inieditor dancompileryang digunakan adalah WinAVR. Setelah proses pembuatan dan kompilasi program selesai dilakukan akan diperoleh file intel hex (*.hex). File ini adalah file yang nantinya akan diprogramkan ke mikrokontroler ATMega32 melaluiinterface bsd programmer (Brian Dean's Programmer) yang terhubung ke komputer melalui antarmuka port paralel komputer. Koneksi antara ATMega32 dan port paralel untuk bsd programmer
14 Tabel 2.2 Koneksi Pin Port Paralel dan ATMega32
Port Paralel ATMega32
No pin Nama pin No pin Nama pin
7 D5 9 Reset 8 D6 8 SCK 9 D7 6 MOSI 10 S6 7 MISO 25 Ground 11 Ground 2.3. LCD Karakter 16 x 2
LCD (liquid crystal display) adalah piranti output untuk sistem komputer atau mikrokontroler yang dapat menampilkan karakter standar yang telah tersimpan dalam ROM pada LCD tersebut. Karakter yang dapat ditampilkan sebanyak 32 karakter yang tersusun dalam 16 kolom dan dua baris, sehingga sering disebut LCD 16x2. LCD memiliki 16 pin dan memerlukan tegangan 5V DC. Gambar 2.6 menunjukkan bentuk dan susunan pin LCD dan keterangan dari setiap pin diberikan pada tabel 3 (Suyadhi, 2010).
Gambar 2.6 Susunan Pin LCD Karakter 16x2
Sebelum menggunakan modul LCD ini, power supply 5V DC harus diberikan sebagai sumber arusnya seperti yang ditunjukkan Gambar 2.7.
Tabel 2.3 Keterangan Pin LCD Karakter 16x2 (Iswanto, 2009) No pin Nama pin Level Fungsi
1 Vss - Ground
2 Vdd - Power supply untuu chip LCD 3 Vo 0V – 5V Power supply untuu LCD
4 RS H/L Register Selection
5 R/W H/L Read atau Write
6 E H→L Enable 7 DB0 H/L Data Bit 0 8 DB1 H/L Data Bit 1 9 DB2 H/L Data Bit 2 10 DB3 H/L Data Bit 3 11 DB4 H/L Data Bit 4 12 DB5 H/L Data Bit 5 13 DB6 H/L Data Bit 6 14 DB7 H/L Data Bit 7
15 LEDA - Power supply untuu LED (+) 16 LEDK - Power supply untuu LED (-)
Untuk menampilkan karakter pada LCD ada beberapa algoritma yang harus dijalankan. Algoritma ini dilakukan dengan memberikan nilai logika 0 atau 1 pada pin yang bersangkutan. Algoritma untuk penampilan karakter ini antara lain:
1. MengaturdisplayLCD,cursordanblink.
Tabel 2.4 Pengaturan Display LCD
M RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
1→0 0 0 0 0 0 0 1 D C B
Keterangan:
D: D=0displaymati dan D=1displayhidup C: C=0cursormati dan C=1cursorhidup B: B=0blinkmati dan B=1blinkhidup
16 2. Mengatur karakter yang akan ditampilkan
Tabel 2.5 Pengaturan Karakter LCD (Usman, 2008)
M RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
1→0 0 0 Nilai berdasarkan CGROM
Keterangan: Nilai dari DB0 sampai DB7 yang dimasukkan nantinya akan mengatur tampilan karakter yang berkorespondensi dengan kode karakter CGROM pada chip LCD. Kode karakter CGROM diberikan pada gambar 8.10 yang terdiri dari kolom yang menunjukkan DB6 – DB7 dan baris yang menunjukkan DB0 – DB3.
2.4. Bluetooth
Bluetooth didefinisikan sebagai sebuah arsitektur protokol ber-layer yang mengandung protokol inti, pengganti kabel dan protokol telepon serta protokol adaptasi. Pada bagian selanjutnya akan dibahas lebih lanjut mengenai masing-masing blok dari arsitektur protokol sebagaimana yang terlihat pada gambar.
Gambar 2.9 Bagian – bagianbluetooth
Layer paling dasar dari arsitektur bluetooth adalah bluetooth radio. Bluetooth
beroperasi pada industrial Scientific and Medical (ISM) band antara 2,40 sampai dengan 2,48 GHz. Terdapat tiga kelas dari transmitter yang dibedakan dari output power dan jangkauan transmisi yang dimiliki.Bluetoothradio menggunakan modulasi Gaussian Frequenscy Shift Keying (GFSK) dalam melakukan transmisinya. Baseband layer adalah lapisan fisik dan berada diatas bluetooth radio. Baseband layer
menangani masalah channel. Untuk menghindari terjadinya interferensi dari sinyal lain yang berada pada band 2,4 GHz seperti WLAN, bluetooth menggunakan prinsip frekuensi hopping. Setiap perangkat bluetooth mempunyai alamat hardware yang khusus dan sebuah bluetooth clock. Sebuah algoritma tertentu digunakan untuk menghitung frekuensi hopping yang digunakan berdasarkan pada hardware address
dari perangkat yang menjadimastersdanclock.
18 pengiriman dan penerimaan data. Di mana pada skema ini perangkat master melakukan transmisi pada slot watu genap dan perangkat slave melakukan transmisi pada slot waktu ganjil. Link Manager berfungsi untuk menjalankan link setup ,
authentication, link configuration dan aspek lainnya dari hubungan radio antara
master dan slave. Selain itu juga berfungsi untuk menemukan lonk manager lainnya dan melakukan komunikasi dengan menggunakan link manager protokol. Untuk memastikan hardware yang berbeda dapat saling mendukung, maka perangkat
bluetooth menggunakan Host Controller Interface (HCI) sebagai tatap muka antara
host bluetooth(contohnya komputer) danbasebanddanlink manager.
Logical Link Control and Adaption Protocol (L2CAP) adalah lapisan yang berbeda di atas baseband protokol dan melayani protokol yang di atasnya dengan kemampuan protokol multiplexingdanpacket augmentationsertareassembly(SAR). Fungsi SAR diperlukan untuk mendukung protokol yang menggunakan paket data yang lebih besar daripada yang dapat didukung oleh baseband. Paket L2CAP yang besar dibagi kedalam beberapa paket baseband yang lebih kecil sebelum dipancarkan dan paket-paket tersebut akan disusun kembali setelah diterima menjadi paket L2CAP.
Service Discovery Protocol pada dasarnya berfungsi untuk menyediakan perangkat (tools) yang dibutuhkan oleh sebuah aplikasi untuk memperoleh informasi dari sebuah perangkat bluetooth,layanan bluetooth apa saja yang tersedia dan untuk menentukan karakteristik dari layanan yang tersedia.Port serialmerupakan salah satu dari layanan komunikasi yang sering digunakan.
RFCOMM adalah pengganti protokol kabel yang termasuk didalam spesifikasi
Bluetooth. RFCOMM melakukan emulasi port serial RS-232 ke dalam protokol L2CAP dan menggantikan fungsi kabel serial. RFCOMM dapat menyediakan sampai dengan 60 port diantara dua perangkat bluetooth. Bluetooth profile digunakan untuk memberikan gambaran untuk implementasi dari sebuah fungsi yang dapat dilakukan.
Bluetooth profile ditunjukan untuk mengurangi masalah yang mungkin timbul dari perbedaan produk yang diproduksi oleh perusahaan yang berbeda. Profile yang dimilki bluetooth sampai saat ini antara lain: basic imaging, basic printing, cordless telephony, dial-up networking, file transfer, handsfree, headset, serial port, dan